一种晶体硅及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106222742A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610817233.X(22)申请日2016.09.12(71)申请人江西赛维LDK太阳能高科技有限公司地址338000江西省新余市高新经济开发区赛维工业园专利办公室(72)发明人刘海罗鸿志胡动力何亮(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫熊永强(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)C30B11/04(2006.01)C30B15/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种晶体硅及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种晶体硅的制备方法，包括：将多晶硅料和掺杂剂加入到铸锭炉或单晶炉的坩埚内，掺杂剂为含有掺杂元素的单质、合金、氧化物和氮化物中的一种或多种；掺杂元素包括硼、镓和锑；多晶硅料中，镓、锑和硼三种元素的原子浓度比为1:(0.15-0.3):(0.005-0.1)；在保护气体存在下，加热使多晶硅料和掺杂剂完全熔化形成硅熔体，调节晶体硅生长参数，使硅熔体开始长晶，待坩埚内的硅熔体结晶完毕后，得到晶体硅。本发明提供的晶体硅的制备方法，解决了晶体硅的电阻率分布较宽的问题，提高了晶体硅的收率；方便了头尾料的回收，降低了晶体硅的应用成本。本发明还提供了一种晶体硅，该晶体硅电阻率分布集中，利用该晶体硅制成的太阳能电池片的光衰大大降低。CN106222742ACN106222742A权利要求书1/1页1.一种晶体硅的制备方法，其特征在于，包括：将多晶硅料和掺杂剂加入到铸锭炉或单晶炉的坩埚内，所述掺杂剂为含有掺杂元素的单质、合金、氧化物和氮化物中的一种或多种；所述掺杂元素包括硼、镓和锑；所述多晶硅料中，所述镓、所述锑和所述硼三种元素的原子浓度比为1:(0.15-0.3):(0.005-0.1)；在保护气体存在下，加热使所述多晶硅料和掺杂剂完全熔化形成硅熔体，调节晶体硅生长参数，使所述硅熔体开始长晶，待所述坩埚内的硅熔体结晶完毕后，得到晶体硅。2.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅料中，所述镓、锑、硼三种元素的原子浓度比为1:0.2:(0.02-0.05)。3.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅料中，所述硼元素的初始原子浓度大于或等于0.15ppma。4.如权利要求3所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅料中，所述硼元素的初始原子浓度为0.2ppma-0.3ppma。5.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅料中，所述镓元素的初始原子浓度为1ppma-100ppma。6.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述多晶硅料中，所述锑元素的初始原子浓度为1ppma-80ppma。7.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述晶体硅为单晶硅、多晶硅锭或类单晶硅锭。8.如权利要求7所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，当所述晶体硅为多晶硅锭或类单晶硅锭时，所述调节晶体硅生长参数的操作包括：控制所述坩埚内的温度沿垂直与所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使所述硅熔体开始自下向上凝固结晶；当所述晶体硅为单晶硅时，所述调节晶体硅生长参数，包括：在所述硅熔体的上表面放置单晶籽晶，控制所述坩埚内的液面温度及所述硅熔体内的温度梯度，使所述硅熔体通过籽晶上拉来生长单晶硅。9.如权利要求1所述的晶体硅的制备方法，其特征在于，所述将多晶硅料和掺杂剂加入到铸锭炉或单晶炉的坩埚内的具体操作为：先在所述坩埚底部铺设多晶硅料，当铺设的多晶硅料的重量达到全部多晶硅料重量的1/3-2/3时，在所述多晶硅料上方加入掺杂剂，然后继续加入剩余的多晶硅料。10.一种晶体硅，其特征在于，按照如权利要求1-9中任一权利要求所述的制备方法制得。2CN106222742A说明书1/8页一种晶体硅及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及太阳能电池材料技术领域，具体涉及一种晶体硅及其制备方法。背景技术[0002]在光伏产业的各类太阳能电池中，晶体硅(单晶硅、多晶硅)太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据着光伏市场约75％以上的份额。生产多晶硅太阳能电池的硅片材料多是由多晶硅铸锭或者是由直拉单晶硅经加工制成。[0003]为了满足电池片加工的要求，必须在晶体硅生长过程中通过调节掺杂剂的浓度获得要求的电学性能。现有的掺杂剂有III族元素硼、镓(制备P型硅片)及Ⅴ族元素磷(制备N型硅片)。其中，因硼在硅中的分凝系数(0.8)较接近1，制得的掺硼硅晶体电阻率分布较均匀。然而，掺硼硅片制备的电池片使用后会出现光致衰减现象，降低电池的转换效率，目